Investigación analítica de una ecuación KdV generalizada de coeficiente variable con término de fuerza externa
Autores: Li, Gongxun; Wang, Zhiyan; Wang, Ke; Jiang, Nianqin; Wei, Guangmei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación analítica de una ecuación KdV generalizada de coeficiente variable con término de fuerza externa
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Investiga
Propiedades integrables
Generalizado Korteweg-de Vries de coeficiente variable
Disipación
Par de Lax
Transformación de Bäcklund
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Este documento investiga las propiedades integrables de una ecuación generalizada de Korteweg-de Vries de coeficiente variable (gvcKdV) que incorpora disipación, medios no homogéneos y un término de fuerza externa. Basándose en el análisis de Painlevé, se obtienen condiciones suficientes y necesarias para la integrabilidad de Painlevé de la ecuación. Bajo condiciones específicas de integrabilidad, se construye con éxito el par Lax para esta ecuación utilizando el sistema extendido de Ablowitz-Kaup-Newell-Segur (sistema AKNS). Además, se derivan la transformación de Bäcklund tipo Riccati (R-BT), la transformación de Bäcklund tipo Wahlquist-Estabrook (WE-BT) y la fórmula de superposición no lineal. Al utilizar estas transformaciones y la fórmula, se construyen soluciones explícitas tipo uno-solitón y dos-solitón a partir de una solución inicial. Además, se derivan sistemáticamente las leyes de conservación infinitas de la ecuación. Finalmente, se discute la influencia de los coeficientes variables y el término de fuerza externa en las características de propagación de una onda solitaria, y la interacción de solitones se ilustra gráficamente.
Descripción
Este documento investiga las propiedades integrables de una ecuación generalizada de Korteweg-de Vries de coeficiente variable (gvcKdV) que incorpora disipación, medios no homogéneos y un término de fuerza externa. Basándose en el análisis de Painlevé, se obtienen condiciones suficientes y necesarias para la integrabilidad de Painlevé de la ecuación. Bajo condiciones específicas de integrabilidad, se construye con éxito el par Lax para esta ecuación utilizando el sistema extendido de Ablowitz-Kaup-Newell-Segur (sistema AKNS). Además, se derivan la transformación de Bäcklund tipo Riccati (R-BT), la transformación de Bäcklund tipo Wahlquist-Estabrook (WE-BT) y la fórmula de superposición no lineal. Al utilizar estas transformaciones y la fórmula, se construyen soluciones explícitas tipo uno-solitón y dos-solitón a partir de una solución inicial. Además, se derivan sistemáticamente las leyes de conservación infinitas de la ecuación. Finalmente, se discute la influencia de los coeficientes variables y el término de fuerza externa en las características de propagación de una onda solitaria, y la interacción de solitones se ilustra gráficamente.